DE45730C

DE45730C - Stroke adjustment device for crank capsule mechanisms, which are formed from the rotating or oscillating crank loop or the rotating slider crank

Info

Publication number: DE45730C
Application number: DENDAT45730D
Authority: DE
Original assignee: C. HOPPE in Berlin N., Gartenstr. 9
Anticipated expiration: 1908-03-18

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMTPATENT OFFICE

KLASSE 14: Dampfmaschinen.CLASS 14: Steam Engines.

C. HOPPE in BERLIN.C. HOPPE in BERLIN.

Bei der den Gegenstand vorliegender Erfindung bildenden Hubverstellvorrichtung für Kurbelkapselwerke, welche aus der rotirenden oder oscillirenden Kurbelschleife oder der rotirenden Schubkurbel gebildet sind, wird die Kurbel aus zwei mit einander drehbar verbundenen Gliedern gebildet, durch deren Verdrehung gegen einander der Durchmesser des Kurbelkreises und demnach auch der wirksame Hub des Kolbens verändert und dem Bedarf an Triebkraft oder der Leistung der Maschine angepafst werden kann, je nachdem letztere z. B. als Motor oder Pumpe benutzt wird. Diese Vorrichtung eignet sich am besten für Kapsel werke, die aus der rotirenden Kurbelschleife gebildet werden, da hier das Getriebe auf die Kurbel selbst eingestellt ist, die Stellvorrichtung also an der Drehung der treibenden oder bewegten Glieder nicht theilnimmt. Bei den aus den beiden anderen Mechanismen gebildeten Kapselwerken mufs die Stellvorrichtung jedoch an der Drehung theilnehmen, da hier die Kurbel selbst sich drehen mufs.When the subject of the present invention forming Hubverstellvorrichtung for Crank capsule works, which consist of the rotating or oscillating crank loop or the Rotating slider crank are formed, the crank is made of two rotatably connected to each other Links formed, by their rotation against each other, the diameter of the crank circle and therefore also the effective Stroke of the piston changed and the need for driving force or the power of the machine can be adjusted, depending on the latter z. B. is used as a motor or pump. This device is best suited for capsule works that come from the rotating crank loop be formed, since here the gear is set on the crank itself, the adjusting device thus does not take part in the rotation of the driving or moving limbs. In the case of the other two mechanisms formed capsule works, however, the adjusting device must participate in the rotation, because the crank itself has to turn here.

Die Fig. ia, ib und ic zeigen schematisch die drei in Betracht kommenden Mechanismen.Figs. Ia, ib and ic show schematically the three mechanisms under consideration.

In allen Figuren wird die Kurbel aus zwei Gliedern α¹ und α² gebildet, welche im Punkt 5 mit einander gelenkig verbunden sind und durch einen geeigneten Mechanismus gegen einander verdreht werden können, so dafs man den Abstand des Punktes 2 von dem Punkt 1 und damit die wirksame Länge α der Kurbel durch Verdrehung des Gliedes α² gegen α¹, Fig. ia und ic, bezw. α¹ gegen α², Fig. ib, um Punkt 5 ändern kann. In Fig. ia ist das Getriebe auf α¹ festgestellt, bildet also eine rotirende Kurbelschleife , in Fig. ι b ist das Getriebe auf die Koppel β und in Fig. ic auf den Lenkstab δ festgestellt, bildet also im ersten Falle eine oscillirende Kurbelschleife, im zweiten Falle eine cylindrische Schubkurbel.In all figures, the crank is formed from two members α ¹ and α ² , which are articulated to each other at point 5 and can be rotated against each other by a suitable mechanism, so that the distance between point 2 and point 1 and thus the effective length α of the crank by twisting the member α ² against α ¹ , Fig. ia and ic, respectively. α ¹ against α ² , Fig. Ib, can change at point 5. In Fig. Ia the transmission is determined to α ^1, that forms a rotatory crank loop in Fig. Ι b is β the transmission to the coupling and in Fig. Ic found δ to the steering bar, thus forms in the first case a oscillirende slider crank, in the second case a cylindrical crank handle.

Die Verstellung des Gliedes α² gegen α¹ bezw. α¹ gegen α² kann durch beliebige Mechanismen erfolgen. Am zweckmäfsigsten ist es, mit dem Glied α² bezw. α¹ ein Zahnradgetriebe zu verbinden, z. B. ein Stirnrad, das durch eine Schnecke, ein Zahnrad oder eine Zahnstange eingestellt wird, die an dem Glied α¹ bezw. α² gelagert ist, beispielsweise eine Zahnstange, die durch einen hydraulischen Kolben bewegt wird, dessen Cylinder mit diesem Glied verbunden ist.The adjustment of the link α ² against α ¹ respectively. α ¹ against α ² can take place by any mechanism. It is most expedient to bezw with the member α ² . α ¹ to connect a gear train, z. B. a spur gear that is set by a worm, a gear or a rack, which on the member α ¹ BEZW. α ^{2 is} mounted, for example a rack which is moved by a hydraulic piston, the cylinder of which is connected to this member.

Aus den Fig. ia, ib und ic ergiebt sich, wie durch Punktirung angedeutet, dafs dieser Steuerungscylinder bei Fig. ia feststeht, bei Fig. ib und ic aber an der Drehung des Gliedes α² bezw. α¹ theilnehmen mufs.From FIGS. Ia, ib and ic, that this Steuerungscylinder seen how indicated by Punktirung in Fig. IA is established in Fig. Ib and ic but at the rotation of the element α ² BEZW. α ¹ must participate.

Die Vorrichtung eignet sich für Flüssigkeitsdruckmotoren mit wechselnder Beanspruchung und ist besonders ein nach Fig. ia eingerichtetes Getriebe mit drei oder mehr auf eine gemeinsame Kurbel wirkenden Cylindern für Windewerke und Umtriebsmaschinen besonders geeignet, da man mit den Cylindern direct die Windetrommel oder den in Umdrehung zu versetzenden Gegenstand verbinden kann.The device is suitable for liquid pressure motors with changing loads and is particularly a gear set up according to FIG. 1A with three or more on a common Crank-acting cylinders are particularly suitable for winch works and rotary machines, as the cylinders can be used to direct the Can connect winding drum or the object to be set in rotation.

Indessen kann die Vorrichtung auch bei ein- oder zweicylindrigen Maschinen zweckmäfsigIn the meantime, the device can also be expedient for one- or two-cylinder machines

benutzt werden. Ebenso ist es gleichgültig, ob Gase, Dampf oder Flüssigkeit als treibendes oder getriebenes Mittel in Anwendung kommt.to be used. It is also irrelevant whether gases, steam or liquids are the driving force or driven agent is used.

Ein Windewerk mit drei rotirenden Cylindern ist als Beispiel für die Anwendung der beschriebenen Hubverstellvorrichtung in den Fig. ι—5 veranschaulicht.A winding mechanism with three rotating cylinders is an example of the application of the Hubverstellvorrichtung described in Figs. ι-5 illustrates.

Hier sind die drei Cylinder α, b, c mit einer Seiltrommel d bezw. d₁ fest verbunden und rotiren mit dieser in den beiden Lagern e und /, welche der Zapfenhülse bei ι, Fig. ι a, entsprechen.Here are the three cylinders α, b, c with a cable drum d respectively. d ₁ firmly connected and rotate with this in the two bearings e and /, which correspond to the journal sleeve at ι, Fig. ι a.

In der festen Lagerbüchse h, welche als Gestell dem festgestellten Glied a¹, Fig. ia, entspricht, ist die Welle g excentrisch zum Mittelpunkt der Seiltrommel d gelagert. Die Gröfse i dieser Excentricität entspricht dem Abstand ι bis 5, Fig. ia, und kann gleich, gröfser oder kleiner sein als die Länge der mit der Welle g verbundenen Kurbel ng, Fig. 4, welche dem Glied α², Fig. ia, entspricht. Im vorliegenden Falle ist angenommen, dafs 1—5, Fig. ia, gleich dem Kurbelradius 2—5, Fig. ia, ist. Dreht man nun die Kurbelwelle in Richtung des Pfeiles o, Fig. 4, so wird die Kurbel η den Kreis η η¹ beschreiben, und zugleich wird der wirksame Kurbelradius der Maschine von Null ab stetig wachsen, also np, np¹, np² u. s. w. entsprechend a. = 1 — 2, Fig. ia, werden. Bei η n¹ erreicht er sein Maximum, die Maschine arbeitet dann mit dem gröfsten Hub = 2 η η¹. Fällt der Mittelpunkt der Kurbel η aber mit dem Mittelpunkt der Seilscheibe d zusammen, Fig. 4, so ist offenbar der wirksame Kurbelradius = 0. In diesem Falle werden auch die Treibmomente der Kurbel = ο werden, d. h. es werden die drei Cylinder λ, b, c mit der Seiltrommel d keine rotirende Bewegung annehmen können.In the fixed bearing bush h, which as a frame corresponds to the fixed link a ¹ , Fig. Ia, the shaft g is mounted eccentrically to the center of the cable drum d. The magnitude i of this eccentricity corresponds ι the distance to 5, ia Fig., And may be the same as the length of the ng gröfser or less with the shaft g associated crank, FIG. 4, which α the member ^2, Fig. IA, is equivalent to. In the present case it is assumed that 1-5, Fig. Ia, is equal to the crank radius 2-5, Fig. Ia. If you now turn the crankshaft in the direction of the arrow o, Fig. 4, the crank η will describe the circle η η ¹ , and at the same time the effective crank radius of the machine will steadily increase from zero, i.e. np, np ¹ , np ² etc. according to a. = 1 - 2, Fig. Ia. At η n ^{1 it} reaches its maximum, the machine then works with the largest stroke = 2 η η ¹ . If the center point of the crank η coincides with the center point of the pulley d , FIG. 4, the effective crank radius is obviously = 0. In this case, the driving torques of the crank will also be = ο, ie the three cylinders λ, b , c cannot assume any rotating motion with the cable drum d.

Die Verdrehung der Welle g kann, wie bereits erwähnt, durch irgend welche geeignete Mittel erfolgen. In vorliegendem Falle ist auf dem Ende der Welle ein Zahnrad k angeordnet, welches von der Zahnstange / eines hydraulischen Steuercylinders m getrieben wird, so dafs der Kolben q desselben die Kurbel g η in jeder Stellung festhält und die Cylinder α, b, c mit der Seiltrommel d in der Richtung des Pfeiles o¹ um ihren festen Mittelpunkt in den Lagern e und f rotiren werden, sobald der Kurbelradius np, np¹, np² . . . grofs genug ist, um die an der Seiltrommel d hängende Last zu überwinden.The rotation of the shaft g can, as already mentioned, take place by any suitable means. In the present case, a gear k is arranged on the end of the shaft, which is driven by the rack / a hydraulic control cylinder m , so that the piston q of the same holds the crank g η in every position and the cylinders α, b, c with the Cable drum d will rotate in the direction of arrow o ¹ around its fixed center in bearings e and f as soon as the crank radius np, np ¹ , np ² . . . is large enough to overcome the load hanging on the cable drum d.

Genau entsprechend dieser Last erfolgt nun die Einstellung der Kurbel η mittelst des Steuercylinders m und dessen Kolben q, Fig. 2. Zu diesem Zweck ist der Raum r unter dem Kolben q durch Oeffnung t und das Rohr u beständig mit der Druckleitung in Verbindung, dagegen läfst sich der Raum s oberhalb q mittelst Steuerschiebers ν und Kanäle w und χ abwechselnd mit der Druck- oder Abfiufsleitung verbinden.Exactly corresponding to this load is now carried out the setting of the crank η means m the Steuercylinders and whose piston q, Fig. 2. For this purpose, the space r is below the piston q by opening t and the pipe and resistant to the pressure line in connection, on the other hand The space s above q can be connected alternately to the pressure or waste line by means of the control slide ν and channels w and χ.

Stände z. B. die Kurbel η in p, Fig. 4, so würde durch den an der Bewegung der Kurbel η theilnehmenden Steuerhahn y, Fig. 2, Druckwasser in die Cylinder α, b, c gelangen.Stands z. B. the crank η in p, Fig. 4, then through the control valve y, Fig. 2 participating in the movement of the crank η , pressurized water would get into the cylinders α, b, c .

Dadurch würde ein Druck auf die Kurbel η bezw. mittelst Zahnrades k und Zahnstange Z auf den Kolben q ausgeübt werden, der indessen den Gegendruck im Raum r unter dem Kolben q nicht zu überwinden vermag.This would be a pressure on the crank η . can be exerted on piston q by means of gear k and toothed rack Z, which, however, cannot overcome the counterpressure in space r under piston q.

Verschiebt man aber den Handhebel a¹ und den Schieber v, Fig. 2, in Richtung des Pfeiles, bis durch Kanal n> Druckflüssigkeit in £ übertritt, so wird der hierdurch auf den Kolben q ausgeübte Druck in Verbindung mit dem erwähnten, von Kurbel η ausgehenden Druck grofs genug, um den Gegendruck in r zu überwinden.If, however, the hand lever a ¹ and the slide v, Fig. 2, are moved in the direction of the arrow until pressure fluid flows into £ through channel n , then the pressure exerted on piston q in connection with the above-mentioned pressure from crank η outgoing pressure large enough to overcome the counterpressure in r.

Der Kolben q wird alsdann abwärts gehen und die Kurbel η weiter von ρ nach ρ¹ gedreht werden.The piston q will then go downwards and the crank η will be turned further from ρ to ρ ¹ .

Die Arretirung erfolgt dadurch, dafs bei der Bewegung des Hebels a¹ in Richtung des Pfeiles derselbe sich um den Angriffspunkt d¹ der Stange b¹ dreht, die mittelst Hebels c mit der Stange I¹ des Kolbens q verbunden ist, wodurch Schieber ν den Kanal w öffnet. Bewegt sich jetzt die Kolbenstange Z¹ nach unten, so wird das von Hand erfafste Ende e des Hebels a¹ der Drehpunkt des Systems und Schieber ν geht wieder in seine alte Stellung zurück, bis durch Heben des Hebelendes e der Schieber ν wiederum abwärts bewegt wird.The locking takes place in that when the lever a ¹ moves in the direction of the arrow it rotates around the point d ^{1 of} the rod b ¹ , which is connected to the rod I ^{1 of} the piston q by means of lever c , whereby the slide ν opens the channel w opens. If the piston rod Z ¹ now moves downwards, the manually gripped end e of the lever a ¹ becomes the fulcrum of the system and the slide ν returns to its old position until the slide ν is moved downwards again by lifting the lever end e .

Diese Manipulation mufs durch den Bedienungsmann fortgesetzt werden, bis die Drehung der Kurbel η nach ρ^τρ² ... so weit vorschreitet, dafs eine Drehung der Treibcylinder ä, b, c bezw. der Seiltrommel d erfolgt.This manipulation must be continued by the operator until the rotation of the crank η according to ρ ^τ ρ ² ... advances so far that a rotation of the drive cylinders a, b, c respectively. the cable drum d takes place.

Soll nun die an der Seiltrommel hängende Last gesenkt werden, so wird durch Senken des Handhebels a¹ der Schieber ν nach oben bewegt und der Raum s über dem Kolben q mit dem Ausströmungskanal χ in Verbindung gebracht. Der Kolben q geht dann nach oben und die Kurbel η beschreibt den Weg np, np¹... so lange, bis die Last an d schwer genug ist, um die Cylinder α, b, c entgegen der Richtung des Pfeiles o¹, Fig. 4, zu drehen.If the load hanging on the cable drum is to be lowered, the slide ν is moved upwards by lowering the hand lever a ¹ and the space s above the piston q is connected to the outflow channel χ . The piston q then goes up and the crank η describes the path np, np ¹ ... until the load at d is heavy enough to move the cylinders α, b, c against the direction of the arrow o ¹ , Fig 4. To rotate.

Wird die Last zu klein bezw. Null, so mufs die Maschine umgesteuert werden. Dies geschieht durch den Wechselschieber v¹, der dann das Druckrohr u¹ bezw. den Druckkanal i¹ mit dem Abflufskanal x¹ verbindet. Das vorhin als Abflufsrohr dienende Rohr u² wird durch Kanal w¹ alsdann mit Druckflüssigkeit versorgt, und die Druck- und Abflufskanäle des Steuerhahnes y werden gewechselt. Letzterer wird bei der Verstellung der Kurbel η von dieser mitgenommen; da indessen der Kurbelradius beständig wechselt, so darf die Verbindung zwischen η und y nicht starr sein, sondernIf the load is too small or Zero, the machine must be reversed. This is done by the change slide v ¹ , which then u ¹ respectively the pressure pipe. the pressure channel i ¹ with the Abflufskanal x ¹ connects. The pipe u ² , which was previously used as a drainage pipe , is then supplied with hydraulic fluid through channel w ¹ , and the pressure and drainage channels of the control valve y are changed. The latter is taken along by the crank η when it is adjusted; since the crank radius changes constantly, the connection between η and y must not be rigid, but rather

kann beispielsweise mittelst eines Zapfens n¹ erfolgen, der in den Schlitz eines mit y verbundenen Kurbelarmes y\ Fig. 5, fafst. An Stelle der dargestellten Umsteuerung mittelst Wechselschiebers v¹ kann auch der Hahnj^ so eingerichtet werden, dafs er eine Umsteuerung ermöglicht. Auch kann eine andere bekannte Steuerung an Stelle des Hahnes y treten.may, for example by means of a pin ¹ n done in the slot of a y associated crank arm y \ Fig. 5, conceives. Instead of the shown reversal by means of the changeover slide v ¹ , the tap can also be set up in such a way that it enables a reversal. Another known control can take the place of tap y .

In den Fig. 6 bis 9 ist die Anwendung der Hubverstellvorrichtung für ein nach Fig. ic aus der rotirenden Schubkurbel abgeleitetes Kapselwerk dargestellt.In FIGS. 6 to 9, the application of the stroke adjusting device for a device according to FIG. 1c is off The capsule mechanism derived from the rotating crank is shown.

Auch hier sind drei Cylinder λ, b, c benutzt, welche jedoch entsprechend der Feststellung des Getriebes auf das Glied d, Fig. ic, feststehen. Die dem Zapfen bei I, Fig. ic, entsprechende, mit einer Riemscheibe d² ausgestattete Welle g¹ ist an ihrem linken Ende mit einer Scheibe g² versehen, in welcher der Zapfen n° drehbar angeordnet ist. Die Scheibe g¹ entspricht also dem Glied α¹, Fig. ic, und der in der Scheibe g¹ gelagerte Zapfen n°, 5 Fig. 1 c, gehört dem Glied α, Fig. ic, an dessen zweiten Zapfen n², 2 Fig. 1 c, die Pleuelstangen der Cylinder α, b, c angreifen. Mit dem Zapfen n° ist ein Zahnrad k¹ verbunden, das durch die Zahnstange Z¹ getrieben wird, welche an beiden Enden in Plungerkolben ausläuft, deren Cylinder m¹ an einer fest mit der Scheibe #² verbundenen Scheibe d^s gelagert sind. Die Zuleitung der Druckflüssigkeit für den Cylinder m¹ mufs hier also durch die hohl zu gestaltende Welle g¹ erfolgen. Selbstverständlich mufs hier der Hahn j--² an der Drehung der Welle g¹ theilnehmen.Here, too, three cylinders λ, b, c are used, which, however, are fixed according to the determination of the transmission on link d, FIG. The shaft g ¹ , which corresponds to the pin at I, FIG. 1C and is ^{equipped with a belt pulley d 2} , is provided at its left end with a disk g ² in which the pin is n ° rotatably arranged. The disk g ¹ thus corresponds to the link α ¹ , FIG. 1c, and the journal n °, 5, FIG. 1c mounted in the disk g ¹ , belongs to the link α, FIG. 1c, on its second journal n ² , 2 Fig. 1 c, attack the connecting rods of the cylinders α, b, c. A gear k ^{1 is} connected to the pin n ° , which is driven by the rack Z ¹ , which ends in plunger pistons at both ends, the cylinders m ^{1 of} which are mounted on a disc d ^s fixedly connected to the disc # ^2. The supply of the pressure fluid for the cylinder m ¹ must therefore take place here through the shaft g ¹ , which is to be made hollow. Of course, the cock j-- ^{2 must take} part in the rotation of the shaft g ¹ .

In ähnlicher Weise kann die Vorrichtung bei Kapselwerken aus der oscillirenden Kurbelschleife, Fig. ibj angewendet werden.In a similar way, in capsule mechanisms, the device can consist of the oscillating crank loop, Fig. Ibj can be applied.

Claims

Patent Claims:

i. A stroke adjusting device for crank capsule mechanisms with one or more cylinders, which are formed from the rotating or oscillating crank loop or the rotating slider crank, characterized by the design of the crank from two rotatably connected members α ¹ α ² , Fig. Ia, ib and ic, which can be rotated against each other in such a way that the length 1 - 2 of the effective crank α can be changed according to the need for driving force or the power of the machine.

2. The connection of the coupling ß, Fig. Ιa and ic, or the steering rod d, Fig. Ib, connected link α ² , Fig. Ia and ic, respectively. α ¹ , Fig. Ib, the crank with a gear which is moved by a rack with a hydraulic piston, the cylinder of which on the other link of the crank α ¹ respectively. O? is stored.

3. For the device described under 2.:

a) the hydraulic control cylinder m with its middle rod Z ^] , rack I and gear k piston q acting on rotation of shaft g and slide v, rod Z ¹ , lever c, rod b and hand lever a \ by moving it in the direction of the arrow Fig. 2 Hydraulic fluid can be let through the piston q in order to adjust the crank η exactly according to the power requirement or the power output, while the locking is done by moving the rack / in the direction of the arrow lever a ¹ around the Point of application d ^{1 of} the rod b ¹ rotates;

b) the arrangement of the interchangeable slide valve v \ by means of which the pressure pipe u ^{1 respectively.} the pressure channel i ^{1 can be} connected to the discharge channel x ^{1 in} order to supply ^pressure fluid to the pipe u ² through channel η> Ύ.

For this purpose 2 sheets of drawings.